Файл: Реферат Дисциплина Предупреждение и ликвидация осложнений и аварий при строительстве скважин Тема реферата Методы и устройства для исследования поглощающих пластов в разрезе бурения скважины.docx

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

Реферат

Дисциплина:« Предупреждение и ликвидация осложнений и аварий при строительстве скважин»

Тема реферата: «Методы и устройства для исследования поглощающих пластов в разрезе бурения скважины»
Выполнил: студент группы РНМ 2202

Новиков Д. А.
Научный руководитель:

д.т.н. Повалихин А.С.
Москва 2023
Оглавление

1.1. Основные понятия поглощений промывочной жидкости.

Поглощение буровых и тампонажных растоворов при бурении и креплении скважин является одним из наиболее распространенных и сложных видов осложнений, требующих больших затрат средств и времени на их ликвидацию.

---

Существует несколько вариантов определения термина поглощения:

• 
  поглощением называется уход бурового или тампонажного раствора в пласт, превышающий естественную убыль раствора в скважине.
  
• 
  поглощение представляет собой нарушение равновесия между давлением жидкости в скважине на пласт Рг.с. и пластовым давлением в проницаемой породе (коллекторе) Рпл, приводящее к движению технологической жидкости в пласт при Рг.с. >Рпл.
  
• 
  поглощение буровых и тампонажных растворов при проводке скважины - это осложнение, происходящие из-за превышения давления в скважине над пластовым и наличия открытых и сообщающихся каналов в пласте.
  
• 
  Следствием поглощения является полная и частичная потеря циркуляции промывочной жидкости и тампонажного раствора в процессе бурения, промывки или крепления скважины.
  

Поглощение происходит только в том случае, если гидростатическое давление в скважине или сумма гидростатического или гидродинамического давления в скважине превысит то предельное значение давления, при котором пласт начинает принимать буровой или тампонажный раствор. Это может произойти при выполнении различных технологических операций: восстановлении циркуляции, проработки ствола скважины, бурении, креплении. Причиной поглощения может также стать превышение плотности раствора над расчетной. При этом меняется соотношение давлений в скважине и пласте. Со стороны скважины на пласт действует давление, равное гидростатическому давлению столба промывочной жидкости:

Рст = ρж*H*g
В процессе циркуляции промывочной жидкости на пласт действует сумма давлений – к гидростатическому Р_г.с добавляется гидродинамическое давление Р_г.д., необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений при движении жидкости в кольцевом пространстве скважин на длине H.

Давление жидкости в пласте Р_пл зависит от условий формирования горизонта

---

, содержащего флюиды. Пластовое давление оценивается по величине столба жидкости Н, который устанавливается в покоящейся скважине

Рпл = ρж*H*g

При Р_пл > Р_ст возникает проявление– поступление жидкости из пласта в ствол скважины и на поверхность. При Р_пл< Р_ст (при отсутствии циркуляции в скважине) происходит поглощение – приток жидкости из ствола скважины в пласт.

При наличии циркуляции в скважине поглощение происходит при следующем соотношении давлений:

Р_ст + Р_гд>Р_пл+ P_гс,

где P_гс – потеря давления на гидравлические сопротивления при движении бурового раствора в каналах пласта, Мпа.

Перепад давления в системе скважина – пласт при циркуляции определяется:

ΔР=Р_ст + Р_г.д - Р_пл–Р_гс [1]_.

---

1.2. Факторы, влияющие на появление поглощений промывочной жидкости

Геологические факторы - тип поглощающего пласта, его мощность и глубина залегания, склонность пород к гидравлическому разрыву, величина пластового давления, характеристики пластового флюида (плотность, температура, степень минерализации), а также наличие других сопутствующих осложнений (осыпи, обвалы, нефтегазопроявления, перетоки пластовых вод). Геологические факторы охватывают все геологические и гидрогеологические особенности условий, определяющие интенсивность фильтрации промывочной жидкости в пласт.

Поглощающие пласты могут быть представлены несвязанными мелкопористыми (песчаными и крупнообломочными, закарстованными и трещиноватыми горными породами). Наиболее интенсивные поглощения отмечаются чаще всего в крупнообломочных, закарстованных и трещиноватых горных породах. Глубина залегания несвязанных и кавернозных пород обычно не превышают 300 метров.

Трещиноватые породы могут быть встречены на любой глубине. В связи с этим трещиноватость горных пород должна изучаться как объект возможных зон геологических осложнений.

Трещины в горных породах классифицируются по геометрическим особенностям, морфологии и генезису.

По геометрическим особенностям трещины делят на системные, хаотичные и полигональные, на вертикальные (с углами падения 72—90°), крутые (45—72°), пологие (6—45°) и горизонтальные (до 6°).

Основные параметры трещин, имеющие наибольшее значение при оценке зон поглощений: раскрытие, густота (расстояние между ними по нормали) , частота (расстояние между ними по горизонтали в скважине). С ростом глубины залегания пород раскрытие и густота горизонтальных и пологих трещин, как правило, снижаются. С увеличением мощности слоя расстояние между трещинами при неизменных условиях растет. При увеличении прочности пород данного слоя густота трещин уменьшается.

По раскрытию трещины делят на тонкие (<1,0 мм), мелкие (1,5 мм), средние (5—20 мм), крупные (20—100 мм) и очень крупные (>100мм). Наличие в породе трещин размером от 0,1до 1 мм при определенных условиях уже может оказаться достаточным для возникновения поглощения промывочной жидкости.

---

Раскрытие трещин определяет выбор вида закупоривающего материала, размер частиц и количество вводимого в промывочный или тампонажный раствор наполнителя, а также состав тампонажных смесей и способ ликвидации поглощений.

По генетическому типу можно предварительно оценить площадное и глубинное распределение трещин в массиве. Так, для петрогенетических трещин оно тесно связано с литологией массива. Для них характерно то, что раскрытие и густота трещин определяются мощностью и составом пород. Последнему подчинена и ориентация трещин.

Распределение тектонических трещин контролируется строением данного участка (месторождения). Эти трещины имеют повсеместное развитие и могут встречаться во всех видах пород. Состав их в значительной степени определяет частоту и ориентировку тектонических трещин отрыва.

Распределение экзогенных трещин подчинено как экзогенным факторам, так и литолого-тектоническим особенностям массива. Они, например, могут быть приурочены к слабым прослоям пород, тектоническим зонам и т. п.

Искусственные трещины в основном определяются инженерной деятельностью человека.

Поглощения промывочной жидкости, связанные с карстами, встречаются в районах распространения растворимых пород (карбонатных, сульфатных, отложениях солей). При бурении в таких породах возможны вскрытие каверн, каналов, галерей, пещер, а также провалы бурового инструмента. В зависимости от локальности развития карста интенсивность поглощения может резко изменяться. Закарстованность пород затухает с глубиной.

Обобщенная классификация горных пород по степени сплошности, коэффициенту фильтрации и удельному водопоглощению (таблица 4) позволяет использовать данные гидрогеологических исследований скважин в районе (участке) для прогнозирования возможных поглощений промывочной жидкости при бурении на твердые полезные ископаемые. Она может служить также основой для выбора методов предупреждения и ликвидации поглощений, которые будут тем больше, чем больше водопроницаемость, трещиноватость или закарстованность пород.

Наиболее частые поглощения отмечаются обычно в зонах аномально низкого пластового давления (АНПД).
Таблица 1: Классификация горных пород по трещиноватости, закарстованности и степени водопроницаемости

---